碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+ H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施加快反应速率且有利于提高H2O的平衡转化率的是 。(填序号)
A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO E.增大压强 |
(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1
写出C(s)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式 。
(3)甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为: 。
若用该电池提供的电能电解600mLNaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所x需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字) 。
改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图1。
图1 图2
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(1)已知反应及几种物质中化学键断裂时的能量变化如下所示:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184kJ/mol
4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g)△H=-115.6kJ/mol
①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式为_________________________________;
②断开1mol H—O键所需能量约为_________________________kJ。
(2)已知某反应的平衡常数表达式为:K=,它所对应的化学方程式为________________。
(3)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0在400℃时K=0.5,此条件下在0.5L的密闭容器中进行该反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应υ(N2)正______υ(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的措施是_______(填序号)。
A.缩小体积增大压强 B.升高温度
C.加催化剂 D.使氨气液化移走
(4)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:A(g)+3B(g)2C(g)+D(s) △H,其化学平衡常数K与T的关系如下表:
T/K |
300 |
400 |
500 |
…… |
K/(mol·L-1)2 |
4×106 |
8×107 |
1.2×109 |
…… |
①断送该反应的△H_________0(填“>”或“<”);
②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是______(填序号)。
A.3 υ(B)正=2υ(C)逆 B.A和B的转化率相等
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是常见的非金属元素,主要以钠盐的形式存在于海水中。
(1)Y在元素周期表中的位置是________;X氢化物的电子式为_________。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时,溶液呈_______(填“酸”、“碱”或“中”)性,用离子方程式表示其原因是________。
(3)Y-Ag2O电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如下图所示。
该电池的负极反应式是________。
(4)Z和W比较,非金属性较弱的是________(填元素符号),下列可以验证这一结论的是_________
(填序号)。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1mol H—Z或H—W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时,Z或W显示的电性
空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有(填化学式)。
(2)早期人们曾经使用铅室法生产硫酸,其主要反应为:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
则SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=kJ·mol-1。
②一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是(选填序号)。
a.体系压强保持不变 b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)=,此反应在该温度下的平衡常数K=。
(3)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为,理论上通过外电路的电子最多为mol。
常温下,有浓度均为1 mol·L-1的下列4种溶液:
①H2SO4溶液②NaHCO3溶液③NH4Cl溶液④NaOH溶液
(1)这4种溶液pH由大到小的顺序是,其中由水电离的H+浓度最小的是。(均填序号)
(2)②中各离子浓度由大到小的顺序是,NaHCO3的水解平衡常数Kh=mol·L-1。(已知碳酸的电离常数K1=4×10-7,K2=5.6×10-11)
(3)向③中通入少量氨气,此时的值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若将③和④混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积④的体积(填“大于”、“小于”或“等于”之一)。
硫酸、硝酸和盐酸既是重要的化工原料也是化学实验室里必备的试剂。
(1)常温下,可用铝槽车装运浓硫酸,这是因为浓硫酸具有性;硝酸应保存在棕色试剂瓶中,这是因为硝酸具有性;敞口放置的浓盐酸浓度会减小,这是因为盐酸具有性。
(2)①在100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积为13.44 L,则参加反应的铜片的质量为(选填序号);
a.115.2 g b.76.8 g c.57.6 g d.38.4 g
②若使上述①中反应剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式:。
(3)工业制盐酸是以电解饱和氯化钠溶液为基础进行的,该电解过程中阳极的电极反应式为:。